Eindexamen biologie vwo 2022, tijdvak 2

De toxiciteit van het bestrijdingsmiddel fipronil berust op het blokkeren van de GABA A -receptoren van geleedpotigen zoals vogelmijt. GABA A - receptoren zijn chloride-kanalen en bevinden zich in het centraal zenuwstelsel. GABA A -receptoren komen ook voor bij gewervelden, maar lijken bij deze groep een minder grote affiniteit voor fipronil te hebben dan de receptoren bij geleedpotigen. Afbeelding 2 toont een GABA A -receptor. Als de neurotransmitter GABA aan deze receptor bindt, gaat het chloridekanaal open en stromen chloride-ionen de cel in. Fipronil verhindert de binding van GABA aan de receptor, waardoor het chloridekanaal gesloten blijft. afbeelding 2

Wordt door binding van fipronil aan de GABA A -receptor de drempelpotentiaal van het postsynaptisch membraan sneller of minder snel bereikt? En leidt binding van fipronil tot excitatie of tot inhibitie van het postsynaptisch neuron? drempelpotentiaal invloed op postsynaptisch neuron A sneller bereikt excitatie B sneller bereikt inhibitie C minder snel bereikt excitatie D minder snel bereikt inhibitie

− Noteer de berekening waarop deze bewering is gebaseerd, uitgaande van een ei van 75 gram. − Geef een argument waaruit blijkt dat deze bewering niet altijd waar is. Naast de norm voor kortdurende blootstelling wordt ook een andere norm gehanteerd: de aanvaardbare dagelijkse inname (ADI) van 0,0002 mg/kg lichaamsgewicht die iedere dag geconsumeerd kan worden zonder dat er effecten op de gezondheid optreden.

Geef een argument waarom deze norm strenger is dan de norm voor kortdurende blootstelling. Bestrijdingsmiddelen tegen vogelmijt blijken vaak minder effectief te zijn doordat niet op alle schuilplekken van de mijt voldoende van het middel terechtkomt. Een sub-letale dosis – een concentratie waarbij geen sterfte van de vogelmijt optreedt – zou de ontwikkeling van een populatie vogelmijt die resistent is tegen fipronil kunnen versnellen.

Leg uit hoe het opnemen van een sub-letale dosis fipronil door vogelmijten de ontwikkeling van resistentie versnelt. Een mogelijk alternatief voor fipronil bij de bestrijding van vogelmijt is de ‘warmte-stookmethode’. Bij deze methode wordt de lege stal een aantal dagen verhit tot een temperatuur van ongeveer 45 ° C. Over het werkingsmechanisme van deze methode worden de volgende beweringen gedaan: 1 Door deze temperatuurverhoging denatureert DNA. 2 Door deze temperatuurverhoging denatureren eiwitten.

Geef een verklaring waardoor bij shotgun-sequencing de aanwezigheid van veel repeterende delen kan leiden tot onjuiste resultaten. Nadat het genoom van de Indische bruinvis was ontrafeld, gebruikten de onderzoekers de basenvolgorde van een aantal genen om de verwantschap met andere zoogdieren in beeld te brengen. Deze evolutionaire stamboom is weergegeven in afbeelding 2. afbeelding 2 Naar aanleiding van deze evolutionaire stamboom worden de volgende uitspraken gedaan: 1 De Indische bruinvis heeft een recentere gemeenschappelijke voorouder met de Chinese vlagdolfijn dan met de tuimelaar. 2 De voorouders van de huidige walvisachtigen trokken waarschijnlijk minder dan 60 miljoen jaar geleden vanuit land naar zee. 3 Ongeveer 20 miljoen jaar geleden ontstonden genetische verschillen tussen voorouders van de Indische bruinvis en voorouders van de tuimelaar.

In afbeelding 3 is te zien dat er verschillende populaties Indische bruinvissen leven in de Yangtze ( N. a. asiaeorientalis ) en in de Gele Zee en Zuid-Chinese Zee ( N. a. sunameri) . afbeelding 3 De onderzoekers vonden verschillen tussen het DNA van de Yangtze- bruinvissen en dat van de zoutwater-bruinvissen, onder andere in een gen dat betrokken is bij ADH-gereguleerde waterresorptie. In afbeelding 4 is een schema van deze regeling weergegeven waarin op zes plaatsen nog een keuze moet worden gemaakt. afbeelding 4 hypofyse / doorlaatbaarheid hypothalamus inname osmotische geeft van zoet • waarde • meer / minder water stijgt / daalt ADH af aan groter / kleiner het bloed

Is het milieu waarin zoutwaterbruinvissen leven hypertoon of hypotoon? En hoe verandert de verhoogde uitscheiding van ureum de osmotische waarde van het interne milieu? omgeving is door uitscheiding ureum wordt osmotische waarde interne milieu A hypertoon verhoogd B hypertoon verlaagd C hypotoon verhoogd D hypotoon verlaagd De onderzoekers vonden grote verschillen tussen het genoom van de Yangtze-bruinvissen en dat van de zoutwater-bruinvissen. Daarom stellen ze dat er sprake is van twee aparte soorten: Neophocaena asiaeorientalis en Neophocaena sunameri .

Kunnen er dan sporozoïeten aanwezig zijn in de darmslagader van deze persoon? En hoeveel keer zijn de sporozoïeten minimaal door het hart gegaan voordat ze in de lever terechtkwamen? in darmslagader? aantal keer door het hart A ja 0 keer B ja 1 keer C ja 2 keer D nee 0 keer E nee 1 keer F nee 2 keer Plasmodium heeft verschillende strategieën ontwikkeld om de effectiviteit van de menselijke immuunrespons te verminderen. Twee voorbeelden hiervan zijn: 1 Bij infectie met Plasmodium zijn de rijping en activiteit van macrofagen verminderd. 2 Doordat de eiwitten aan de buitenkant van Plasmodium steeds veranderen, wordt Plasmodium niet herkend door bepaalde afweercellen.

Beschrijf hoe MHC- I -moleculen mogelijk maken dat geïnfecteerde cellen herkend worden door cytotoxische T-cellen. De belangrijkste symptomen na een Plasmodium- infectie zijn griepachtige verschijnselen en koorts, soms gevolgd door ernstige complicaties. De koorts heeft vaak een periodiek optredend verloop. Afhankelijk van de soort Plasmodium kan koorts eens in de twee dagen, eens in de drie dagen of eens in de vier dagen optreden. In de periode tussen twee koortsaanvallen vermenigvuldigt Plasmodium zich.

Welke fase in de levenscyclus van Plasmodium bepaalt de lengte van de koortsvrije periode? A vermenigvuldiging van sporozoïeten in levercellen B vermenigvuldiging van merozoïeten in rode bloedcellen C ontwikkeling van merozoïeten tot gametocyten D vermenigvuldiging van sporozoïeten in de darm van de mug Een verhoogde afbraak van rode bloedcellen kan leiden tot een gele gelaatskleur (geelzucht). Bij malariapatiënten speelt er een andere factor die, in combinatie met de verhoogde afbraak van rode bloedcellen, het optreden van geelzucht verergert.

Waardoor ontstaat het verschil tussen het DSX-eiwit bij mannetjes en vrouwtjes? A door een verschil in promotor B door een verschil in splicing C door een verschil in transcriptiefactoren Het ingebouwde genconstruct bevat onder andere het GFP-gen. Dit codeert voor een eiwit (green fluorescent protein) dat in uv-licht groen oplicht.

Verklaar waarom de onderzoekers een GFP-gen in het construct hebben ingebouwd. Toen de gemodificeerde muggen volwassen waren, werden ze onderling gekruist om homozygote en heterozygote nakomelingen te verkrijgen. De vrouwtjes die homozygoot waren voor het gemodificeerde DSX-gen hadden veranderde monddelen en geslachtsdelen zodat zij niet meer konden steken en geen eitjes meer konden leggen. De heterozygote vrouwtjes waren nog wel vruchtbaar. Van de nakomelingen werd het genotype voor dit gen vastgesteld met behulp van gel-elektroforese. Hiervoor werd een stuk DNA van het DSX-gen gebruikt waarbinnen de insertie-plaats van het genconstruct ligt. Voorafgaand aan de gel-elektroforese werd dit stuk DNA vermeerderd. Bij gel-elektroforese migreren kleine fragmenten sneller door een gel dan grote. In afbeelding 3 is het resultaat van de gel-elektroforese weergegeven. afbeelding 3 In afbeelding 3 zijn DNA-monsters van drie vrouwtjes aangegeven met de nummers 1, 2 en 3.

Om ervoor te zorgen dat onvruchtbaarheid zich snel kan verspreiden in de muggenpopulatie, werd in een vervolgexperiment het genconstruct in het DSX-gen uitgebreid met een ‘gene drive’. De gene drive zorgt ervoor dat het construct (gene-drive-construct) zichzelf kan kopiëren naar het homologe chromosoom (afbeelding 4). afbeelding 4 Bij de modificatie van de muggenembryo’s kwam het gene-drive-construct meestal alleen terecht op een van de twee homologe chromosomen. Toen de muggen volwassen werden, kopieerde het gene-drive-construct zich – in de cellen waaruit de geslachtscellen ontstaan – naar het homologe chromosoom. Over de embryo’s waarbij het gene-drive-construct succesvol was ingebracht, worden de volgende uitspraken gedaan: 1 Deze embryo’s zijn meestal heterozygoot voor het gene-drive- construct. 2 Alleen vrouwtjes zullen het gene-drive-construct door kunnen geven aan hun nakomelingen.

Leg uit dat in het ecosysteem van Limfjorden netto weinig CO 2 wordt vastgelegd. Om de ontwikkeling van de hoeveelheid fytoplankton in Limfjorden in beeld te brengen, zijn gedurende twintig dagen dagelijks watermonsters genomen. In deze watermonsters is de chlorofyl-A-concentratie bepaald (afbeelding 1). afbeelding 1 Een bepaling van de chlorofyl-A-concentratie in een watermonster geeft een betere schatting van de hoeveelheid fytoplankton dan een bepaling van de biomassa in hetzelfde watermonster.

Op dagen met veel wind deelt fytoplankton zich sneller dan op windstille dagen. Behalve de wind is ook de diepte waarop het fytoplankton zich bevindt van invloed op de toename ervan. In afbeelding 2 is de delingssnelheid van fytoplankton in Limfjorden weergegeven op verschillende dieptes en onder verschillende weersomstandigheden. afbeelding 2

− Geef een verklaring voor de invloed van de wind op de delingssnelheid van het fytoplankton. − Geef een verklaring voor het verschil in delingssnelheid op verschillende dieptes. Afbeelding 3 toont een eenvoudig schema van de stikstofkringloop in Limfjorden. Waterbloei, een overmatige groei van fytoplankton, kan optreden bij eutrofiëring van het oppervlaktewater. Als het fytoplankton afsterft, kan door de afbraak van dat fytoplankton massale vissterfte optreden. In Limfjorden kan de mosselpopulatie deze gevolgen van eutrofiëring verminderen, vooral als er veel wind is.

− Verklaar waardoor de afbraak van fytoplankton leidt tot vissterfte. − Licht toe hoe de invloed van mosselen deze vissterfte tegengaat. Bronvermelding Een opsomming van de in dit examen gebruikte bronnen, zoals teksten en afbeeldingen, is te vinden in het bij dit examen behorende correctievoorschrift, dat na afloop van het examen wordt gepubliceerd.